高稳定性反型聚合物/富勒烯有机太阳能电池光伏器件

与传统的有机异质结太阳能电池相比,反型有机太阳能电池最大的优势在于其具有较高的稳定性,在空气中的储存寿命一般比传统电池提高5-10倍.反型电池采用高功函数的金属作为阳极,使用低功函数的半透明金属氧化物作为阴极,避免了传统电池使用低功函数金属作为电极和采用PEDOT:PSSA作为电极修饰层所带来的不稳定性的缺点.论文重点在于讨论反型器件的结构设计和优化.将窄能隙给体聚合物材料与高LUMO能级的富勒烯受体进行匹配,引入低功函数的金属、金属氧化物的纳米棒或纳米晶体或者两者的复合膜和亲水性的共轭聚合物修饰阴极;采用金属氧化物V2O5和MoOx作为阳极修饰层并进行反型光伏器件制作,辅以退火工艺来优化器件,对于各种修饰层对于电极的影响将进行较深入的研究,重点在于揭示其有机半导体物理的内部规律和本质,讨论其对于器件的效率和稳定性的影响机制,期望得到一个比较合理而又令人信服的解释,有望获得高稳定性和高效率的光伏器件.这对于有机光伏电池接近商业化的门槛具有重大的现实意义,同时对于进一步丰富有机半导体理论具有一定的指导意义.

铜膜碘化法制备p型CuI薄膜及其用作空穴传输层的反型钙钛矿电池性能

γ相碘化亚铜(γ-Cu I)是一种带隙为3.1 e V的p型半导体材料,适合应用于发光二极管和太阳能电池等光电子器件。本研究利用简单的铜膜碘化法制备了Cu I薄膜,探究了碘化时间、温度及铜/碘比等生长条件对其透明导电性能的影响。在最优碘化时间(30 min)和碘化温度(120℃)下,制备出了高透过率(可见光范围>75%)、导电性能好(电阻率4.4×10-2?·cm)的Cu I薄膜。利用Cu I薄膜作为空穴传输层,组装了Cu I/CH3NH3Pb I3/PCBM反型平面钙钛矿电池,获得的最高光电转换效率为8.35%,讨论了Cu I薄膜透明导电性能对钙钛矿电池光电转换效率的影响机理。

新型有机化合物太阳能光伏器件最新研究进展

主要通过对聚合物/富勒烯太阳能电池的内部机理进行研究,从器件结构优化、形貌控制和界面修饰等不同侧面介绍了提高聚合物/富勒烯太阳能电池性能的方法,讨论了其可以实现的各种器件的结构和能量转换效率.

基于离子液晶的钙钛矿界面工程提升开路电压

钙钛矿器件衬底至关重要。自组装小分子层[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸修饰氧化镍后,表面与钙钛矿失配。通过离子液晶1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐修饰埋底界面,改善界面接触,与碘化铅相互作用,提升晶体质量和极小化电压损失。钙钛矿太阳电池开路电压从1.10 eV提升到1.15 eV,光电转换效率从19.48%提升到20.81%。这为反型钙钛矿太阳电池的埋底界面工程提供了新的思路。

新型高效聚合物/富勒烯有机光伏电池研究进展

有机聚合物/富勒烯本体异质结光伏电池以其不断提高的能量转换效率受到了研究人员的广泛关注,近年来成为光伏电池研究领域的热点之一.本文主要通过对聚合物/富勒烯太阳能电池的内部机理,包括光吸收、激子扩散和解离以及自由载流子输运和提取等关键科学问题,从器件材料和结构优化、形貌控制和界面修饰等不同侧面介绍了提高聚合物/富勒烯太阳能电池性能的方法,讨论了各种器件的结构和能量转换效率,对于进一步开展这方面的研究工作指明了方向,最后对其未来的发展前景做出了展望.